DSpace at VNU: Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương Sóng cơ và sóng âm Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP
CHƢƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12
DÀNH CHO HỌC SINH LỚP CHỌN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI – 2014

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP
CHƢƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12
DÀNH CHO HỌC SINH LỚP CHỌN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÍ)
Mã số: 60140111

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. TÔN TÍCH ÁI

HÀ NỘI – 2014

2


MUCLỤC
Trang
Lời cảm ơn ...............................................................................................................i
Danh mục viết tắt .....................................................................................................ii
Mục lục .....................................................................................................................
iii
Danh mục các bảng ..................................................................................................v
Danh mục các hình ...................................................................................................
vi
MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
5
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................................
1.1. Vấn đề dạy học phân hóa và tổ chức các lớp chọn ở trường THPT .................5
1.2. Bồi dưỡng kiến thức cho học sinh trong các lớp chọn ở trường THPT ............7
1.2.1. Vai trò của các lớp chọn trong trường THPT ................................................7
1.2.2. Những năng lực, phẩm chất và nhu cầu của học sinh lớp chọn .....................7
1.2.3. Những dấu hiệu của một học sinh có khả năng học tốt môn Vật lí ...............8
1.2.4. Các hình thức tổ chức dạy học cho học sinh trong các lớp chọn ...................8
1.3. Dạy giải bài tập vật lí phổ thông .......................................................................
10
1.3.1. Khái niệm về bài tập Vật lí ...........................................................................
10
1.3.2. Vai trò, tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học Vật lí ...............................
10

1.3.3. Vai trò của bài tập vật lí đối với việc phát hiện và bồi dưỡng kiến
thức cho HS có năng lực tốt và HS giỏi ..................................................................
11
1.3.4. Vai trò, tác dụng của bài tập phần sóng cơ và sóng âm trong chương
trình Vật lí phổ thông ...............................................................................................
12
1.3.5. Phân loại bài tập Vật lí ..................................................................................
12
1.3.6. Phân tích tư duy trong quá trình giải bài tập Vật lí .......................................
15
1.3.7. Phương pháp giải bài tập Vật lí .....................................................................
16
1.3.8. Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí .........................................................
18
1.3.9. Lựa chọn bài tập trong dạy học Vật lí ............................................................
21
1.4. Tìm hiểu kiến thức giảng dạy cho HS lớp chọn ở trường THPT
22
1.4.1 Chương trình bồi dưỡng kiến thức chung cho HS lớp chọn ...........................
22
1.4.2. Chương trình bồi dưỡng HS giỏi trong các lớp chọn....................................
23
1.4.3. Thực trạng dạy học trong các lớp chọn .........................................................
24
1.5. Tìm hiểu thực trạng việc dạy học Vật lí cho HS lớp chọn ở trường
THPT Quế Võ 1 - Quế Võ - Bắc Ninh .....................................................................
25
1.5.1. Sự phát triển trường THPT Quế Võ 1 - Quế Võ - Bắc Ninh ........................
25
1.5.2. Thực trạng dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 ở

trường THPT Quế Võ 1- Quế Võ - Bắc Ninh ..........................................................
26
1.5. Kết luận Chương 1 ............................................................................................
27

1


Chƣơng 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP
CHƢƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” VẬT LÍ 12 DÀNH CHO HỌC
28
SINH LỚP CHỌN ................................................................................................................
2.1. Phân tích nội dung kiến thức về “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 ....................
28
2.1.1. Các khái niệm cơ bản về sóng cơ ...................................................................
28
2.1.2. Phương trình sóng ..........................................................................................
31
2.1.3. Giao thoa sóng................................................................................................
33
2.1.4. Sóng dừng ......................................................................................................
35
2.1.5. Sóng âm ..........................................................................................................
38
2.2. Vị trí và vai trò chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 THPT ......................
41
2.3. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 THPT .................
41
2.4. Mục tiêu dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 THPT ...................
43

2.4.1. Mục tiêu về kiến thức và cấp độ nhận thức ..................................................
43
2.4.2. Mục tiêu về kỹ năng .......................................................................................
46
2.5. Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương “Sóng cơ và
sóng âm” Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn ......................................................
46
2.5.1. Phân loại các dạng bài tập cơ bản chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lý 12
46
2.5.2. Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập chương “Sóng cơ và
sóng âm” ..................................................................................................................
47
2.6. Kết luận Chương 2 ...........................................................................................
94
95
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .............................................................
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ............................................
95
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .....................................................................
95
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ....................................................................
95
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .......................................................................
95
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ..................................................................
96
3.4. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ........................................
96
3.4.1. Xây dựng tiêu chí để đánh giá........................................................................
96

3.4.2. Phân tích kết quả về mặt định tính .................................................................
97
3.4.3. Phân tích kết quả về mặt định lượng ..............................................................
98
3.5. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ........................................................
103
3.6. Kết luận Chương 3 ............................................................................................
104
105
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................................................
1. Kết luận ................................................................................................................
105
2. Khuyến nghị .........................................................................................................
105
106
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................
108
PHỤ LỤC ................................................................................................................

2


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Định hướng đổi mới phương pháp dạy và học đã được xác định trong Nghị
quyết Trung ương 4 khóa VII (1 - 1993), Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII
(12 - 1996), và được thể chế hóa trong Luật giáo dục (2005). Luật giáo dục, điều
28.2 đã chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông là phải phát huy tính tích cực, tự
giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn
học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc nhóm, rèn luyện kỹ năng

vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú
và trách nhiệm học tập cho học sinh”.
Như vậy, quá trình dạy học không chỉ nhằm mục đích trang bị kiến thức mà cần
hướng đến phát huy hết tiềm năng của người học. Người học luôn tích cực, chủ động
tìm hiểu, chiếm lĩnh kiến thức, đặc biệt họ được tự do sáng tạo, tự do tư duy dưới sự
định hướng của người thầy. Từ đó họ có thể phát huy khả năng tự học và duy trì việc
học lâu dài. Tính tích cực trong học tập là tích cực trong nhận thức, được thể hiện bằng
động cơ, hứng thú học tập - tiền đề của tự giác, độc lập và sáng tạo. Để người học tích
cực chủ động trong học tập thì người thầy cần có phương pháp dạy học tích cực, nghĩa
là tập trung vào việc phát huy tính tích cực của người học. Muốn đổi mới cách học phải
đổi mới cách dạy. Cách dạy chỉ đạo cách học, nhưng ngược lại thói quen học tập của
trò cũng ảnh hưởng tới cách dạy của thầy. Trong đổi mới phương pháp dạy học phải có
sự hợp tác cả của thầy và trò, sự phối hợp nhịp nhàng hoạt động dạy với hoạt động học
thì mới thành công.
Trong các phương pháp dạy học tích cực thì việc sử dụng hệ thống bài tập cũng là
một phương pháp phổ biến, được sử dụng thường xuyên và mang lại hiệu quả cao. Đặc
biệt môn Vật lí là một môn khoa học tự nhiên thì điều đó lại càng được thể hiện rõ nét.
Bài tập chính là một phương tiện để tiếp cận kiến thức, rèn luyện khả năng tư duy và
nâng cao kĩ năng thực nghiệm trong dạy học môn Vật lí ở trường phổ thông.
Hiện nay tài liệu về hệ thống bài tập môn Vật lí ở trường phổ thông rất phong
phú. Tuy nhiên, nhiều tài liệu chưa phù hợp với đối tượng HS, đặc biệt là trong các
trường THPT, thường tổ chức riêng những lớp chọn mà ở đó là nguồn cung cấp các HS
đi thi HS giỏi các cấp - kể cả HS giỏi cấp quốc gia và quốc tế. Mặc dù hình thức lớp

3


chọn đã được hình thành và tổ chức dạy nhiều năm ở nhiều trường trên toàn quốc,
nhưng chưa có những tài liệu riêng phù hợp đào tạo cho các đối tượng này. Mặt khác
các tài liệu hiện có chưa tạo thuận lợi cho GV và HS khi tiến hành các giờ dạy học tích

cực, do đó hiệu quả mang lại chưa cao. Vì vậy việc xây dựng hệ thống bài tập và
hướng dẫn giải nhằm đạt kết quả cao trong việc bồi dưỡng HS lớp chọn là rất cần thiết
cho các GV và HS ở các trường THPT hiện nay.
Với kinh nghiệm qua một số năm tham gia giảng dạy ở trường THPT, chúng tôi
thấy nội dung chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 rất quan trọng, có nhiều vấn đề
liên quan đến thực tế đời sống và cũng là cơ sở để học sinh học tiếp nhiều phần kiến
thức tiếp theo của chương trình Vật lí 12. Trong khi đó học sinh thường thụ động, gặp
nhiều khó khăn khi học nội dung kiến thức này.
Trên cơ sở đó, chúng tôi chọn đề tài: Xây dựng hệ thống và hƣớng dẫn giải
bài tập chƣơng "Sóng cơ và sóng âm" Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 đảm
bảo tính hệ thống, khoa học
- Xây dựng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 và hướng
dẫn giải bài tập dành cho HS lớp chọn. Áp dụng cho trường THPT Quế Võ 1 - Quế Võ
- Bắc Ninh.
3. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập
chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 phù hợp với học sinh lớp chọn.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về phương pháp dạy học Vật lí. Đặc biệt chú ý
đến cơ sở lí luận về dạy giải bài tập Vật lí phổ thông.
- Phân tích chương trình, nội dung kiến thức và kỹ năng cần đạt được của
chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 .
- Điều tra thực trạng dạy bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 đối
với học sinh các lớp chọn ở trường THPT Quế Võ 1 – Bắc Ninh
- Xây dựng hệ thống bài tập phần sóng cơ và sóng âm phù hợp với đặc trưng
lớp chọn, đồng thời soạn thảo phương pháp hướng dẫn học sinh giải theo từng dạng
bài tập từ đó khái quát phương pháp giải bài tập theo hệ thống bài tập đã phân dạng.

4


- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu quả và tính khả thi của việc áp
dụng hệ thống bài tập xây dựng được.
- Nêu các kết luận về ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
5. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
- Khách thể: Quá trình dạy học môn vật lí lớp 12 THPT.
- Đối tượng: Hệ thống bài tập phần “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 để giảng
dạy và học tập.
6. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được hệ thống và hướng dẫn giải bài tập phần “Sóng cơ và
sóng âm” Vật lí 12, khoa học, đúng trọng tâm, phù hợp với trình độ học sinh, kết
hợp với việc đổi mới phương pháp dạy học của giáo viên thì khi vận dụng hệ thống
bài tập đó vào dạy học Vật lí sẽ không những nâng cao hiệu quả học tập mà còn
phát huy tính sáng tạo của HS.
7. Vấn đề nghiên cứu
Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề cơ bản sau:
- Lý luận về bài tập trong dạy học vật lí và phương pháp sử dụng bài tập
trong dạy học tích cực.
- Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập phần “Sóng cơ và sóng
âm” Vật lí 12.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa lý luận:
Đánh giá vai trò, mức độ phù hợp của việc sử dụng hệ thống bài tập đã xây
dựng trong dạy và học môn Vật lí 12 cho đối tượng học sinh lớp chọn.
- Ý nghĩa thực tiễn:
Bước đầu xây dựng hệ thống bài tập phần “Sóng cơ và sóng âm” thuộc
chương trình vật lí lớp 12 THPT phong phú, đa dạng và phù hợp với trình độ HS,
giúp GV có thêm tư liệu giảng dạy, HS có thêm tài liệu để học tập và sáng tạo.

9. Phƣơng pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu:
9.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của việc xây dựng hệ

5


thống và hướng dẫn giải bài tập Vật lí chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12.
- Nghiên cứu lí luận về phương pháp sử dụng bài tập trong dạy học môn Vật lí.
- Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến đề tài: Sách giáo khoa Vật lí 12, sách
giáo viên Vật lí 12, tài liệu tham khảo Vật lí, tạp chí Vật lí, các đề thi Vật lí THPT.
9.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực tiễn
- Tìm hiểu thực tiễn việc dạy của giáo viên và học của học sinh phần “Sóng
cơ và sóng âm”.
- Trao đổi ý kiến với các GV có nhiều kinh nghiệm trong công tác giảng dạy
môn Vật lí về nội dung, số lượng, hình thức của các loại bài tập, đề thi tự luận và trắc
nghiệm khách quan; đồng thời xem xét bài giảng và phương pháp sử dụng và hiệu
quả của hệ thống các bài tập trong quá trình dạy học môn Vật lí nói chung và phần
“Sóng cơ và sóng âm” nói riêng.
9.3. Phương pháp thống kê toán học
- Xử lý kết quả thực nghiệm bằng toán học thống kê.
- Thống kê, so sánh kết quả, phân tích số liệu để đánh giá tính hiệu quả của
hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lí được biên soạn khi áp dụng vào
thực tế giảng dạy cho HS các lớp chọn và bồi dưỡng HS giỏi tham dự các kì thi cấp
tỉnh và quốc gia.
10. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội
dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.

Chƣơng 2: Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập phần “Sóng cơ và
sóng âm” Vật lí 12 dành cho học sinh lớp chọn.
Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm

6


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lƣơng Duyên Bình (2008), Sách giáo khoa Vật lí 12. Nxb Giáo dục.
2. Lƣơng Duyên Bình (2008), Sách giáo viên Vật lí 12. Nxb Giáo dục.
3. Vũ Cao Đàm (1998), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Nxb khoa học và
kĩ thuật, Hà Nội.
4. Nguyễn Thanh Hải (2001 ), Bài tập định tính và câu hỏi thực tế Vật lí 12. Nxb
Giáo dục.
5. Nguyễn Cảnh Hòe (2009), Những bài tập hay và điển hình Vật lí 12. Nxb Đại
học Quốc gia Hà Nội.
6. Bùi Quang Hân, Trần Văn Bồi, Nguyễn Văn Minh, Phạm Ngọc Tiến (2003).
Giải toán Vật lí 12 – Tập 1. Nxb Giáo dục.
7. Vũ Thanh Khiết (2008), Phương pháp giải toán Vật lí 12. Nxb Giáo dục.
8. Vũ Thanh Khiết (2008 ), Tuyển tập các bài toán cơ bản và nâng cao Vật lí 12.
Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội.
9. Ngô Diệu Nga, Bài giảng môn phân tích chương trình Vật lý phổ thông.
10. Nghị quyết trung ƣơng 2 khóa VIII (1996), Quốc hội nước Việt Nam, Hà Nội.
11. Lê Đức Ngọc (2012), Đo lường và đánh giá thành quả học tập, Hà Nội.
12. Lê Đức Ngọc, Trần Thị Hoài (2012), Phát triển chương trình, Hà Nội.
13. Vũ Quang (Chủ biên), Lƣơng Duyên Bình – Tô Giang - Ngô Quốc Quýnh
(2008). Bài tập vật lí 12. Nxb Giáo dục.
14. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (2001), Tổ chức hoạt động nhận thức
cho HS trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông. Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội.
15. Phạm Hữu Tòng (1994 ), Bài tập phương pháp dạy bài tập Vật lí. Nxb Giáo

dục Hà Nội.
16. Phạm Hữu Tòng (2001), Bài giảng chuyên đề: Chức năng tổ chức, kiểm tra,
định hướng hành động học của dạy học. Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

7


17. Phạm Hữu Tòng (2007), Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng
phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học. Nxb Đại học
Sư phạm, Hà Nội.
18. Đỗ Hƣơng Trà (2008), Bài giảng chuyên đề phương pháp dạy học Vật lí. Hà
Nội.
19. Đỗ Hƣơng Trà, Phạm Gia Phách (2009). Dạy học bài tập vật lí ở trường
THPT. Nxb Đại học Sư Phạm, Hà Nội.
20. Nguyễn Anh Vinh (2012 ), Giải bằng nhiều cách và một cách cho nhiều bài
toán Vật lí. Nxb tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh.

8